專利名稱：滿液式蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滿液式蒸發(fā)器，由于這種滿液式蒸發(fā)器的優(yōu)良的傳熱性
能和改進的分離蒸發(fā)器中被汽化(volatilized )的制冷劑蒸氣中的制冷劑霧的 功能，其可進一步改善制冷機等中常用的滿液式蒸發(fā)器的傳熱性能。
背景技術(shù)：
滿液式蒸發(fā)器是這樣一種蒸發(fā)器，其中，允許需冷卻的介質(zhì)(例如，用 于制冷空調(diào)的水)流動的管被安置成浸沒于蒸發(fā)器的制冷劑液體中，使制冷 劑液體和需冷卻的介質(zhì)之間進行熱交換，介質(zhì)通過將熱量傳給制冷劑液體而 被冷卻，同時制冷劑液體蒸發(fā)。由于熱量可從液體通過管壁很好地傳導，因 此能有效進行熱交換。
被送入位于蒸發(fā)器下游的壓縮機中的制冷劑蒸氣必須除去蒸發(fā)器中被 汽化的制冷劑中含有的制冷劑霧。由于滿液式蒸發(fā)器中的大部分容積注有制 冷劑液體，通常設(shè)有用于從蒸發(fā)器中汽化的及處于制冷劑液體和制冷劑蒸氣 的混合物狀態(tài)的制冷劑中分離制冷劑液體(霧狀)的儲存器，而將從蒸發(fā)器 導入的混合物分離成液體和蒸氣，蒸氣被抽吸到壓縮機內(nèi)，液體被返回蒸發(fā) 哭
各口 o
在日本專利申請公開No. H8-233407 (專利文件1)中披露了一種滿液 式蒸發(fā)器，其中利用擾動效應(disturbance effect)通過使制冷劑液體中產(chǎn)生 的氣泡與安置在充有制冷劑液體的殼體內(nèi)的管充分接觸增強制冷劑液體和 需冷卻的介質(zhì)之間的傳熱，同時防止制冷劑霧從蒸發(fā)器流出，借此可防止液 體回流(液態(tài)制冷劑流進壓縮才幾)。
圖8示出了專利文件1中所公開的那種滿液式蒸發(fā)器。該滿液式蒸發(fā)器 包括水平的圓柱形殼體Ol和多根安裝在殼體Ol內(nèi)的冷卻管02。冷卻管被安 置成使得下部管構(gòu)成用于促進制冷劑液體中形成氣泡的構(gòu)件03,而使上部管 構(gòu)成用于減少制冷劑液體(霧狀)流出的構(gòu)件04。
通過將冷卻管02配置成使得一組入口側(cè)冷卻管02a位于殼體01內(nèi)的制
冷劑液體的上部部分、使經(jīng)入口側(cè)管02a引入的需冷卻的介質(zhì)流過的一組入 口側(cè)管02b位于殼體01內(nèi)的制冷劑液體的下部部分、多組出口側(cè)管02c和 02d位于入口側(cè)管02a和02b之間的中間區(qū)域內(nèi)可獲得構(gòu)件03的增加氣泡的 效果和構(gòu)件04的液體流出減少的效果。
制冷劑液體進入口 05和制冷劑蒸氣排出口 06分別被設(shè)置在沿殼體01 的縱向的中部的殼體Ol的底部和頂部上。經(jīng)歷壓縮、冷凝、及膨脹的低壓 制冷劑液體'a，從進入口 05引入殼體01內(nèi)，在殼體Ol內(nèi)被蒸發(fā)的低壓制 冷劑蒸氣's， AU非出口 06流出而返回壓縮才幾。具有若千孔的分流板07凈皮 設(shè)置在殼體01內(nèi)的最低的管02下方。從設(shè)置在殼體01的中央部分的進入 口 05導入的制冷劑液體沿殼體01的縱向分散，使制冷劑液流沿縱向均勻分 布。
利用這種結(jié)構(gòu)，在入口側(cè)管02a中流動的較高溫度的需冷卻的介質(zhì)'b' 與殼體Ol中的制冷劑液體的上部部分中的制冷劑液體進行熱交換，致使靠 近殼體內(nèi)制冷劑液體'a，的表面的制冷劑液體的蒸發(fā)得到增強，而飄浮于 制冷劑液體表面上的制冷劑霧的量被減少。因此，可防止液體回流、即防止 壓縮機抽吸制冷劑霧。由于內(nèi)部流動有需冷卻的較低溫度的介質(zhì)的管02b和 02c位于內(nèi)部流動有需冷卻的、仍具有較高溫度的介質(zhì)的管02d的上方，且 氣泡的產(chǎn)生仍然相當猛烈，盡管在中部管02b和02c中流動的需冷卻的介質(zhì) 具有低的溫度，借助于因氣泡的擾動效應引起的圍繞管02b的周邊產(chǎn)生的氣 泡的向上運動可提高通過管02b和02c的傳熱。在這種情況下，可整體地提 高通過管02的壁的傳熱。
在專利文件2中披露了一種用于吸收式制冷機的套管型(double tube type )滿液式蒸發(fā)器，其中采用緊湊結(jié)構(gòu)防止由制冷劑蒸氣攜帶的制冷劑霧。 圖9A是這種蒸發(fā)器的縱剖面圖，圖9B是該蒸發(fā)器的橫剖面圖。在這些附 圖中，套管型滿液式蒸發(fā)器Oil由水平的外管013和水平的內(nèi)管014組成。 需冷卻的介質(zhì)'b，在內(nèi)管014的內(nèi)側(cè)空間017中流動，而充滿制冷劑液體 V的制冷劑液體室016形成于外管013和內(nèi)管014之間。內(nèi)管014位于 外管013內(nèi)使得內(nèi)管014被定位在更靠近外管013的內(nèi)壁之一的位置。分隔 板015被設(shè)置在外管013和內(nèi)管014之間的寬度較寬的空間16A中，以將空 間16A分成外管側(cè)空間和內(nèi)管側(cè)空間。蒸發(fā)器011中被蒸發(fā)的制冷劑蒸氣's' 在內(nèi)管014的外周邊和分隔板015之間的內(nèi)管側(cè)空間中向上運動，而制冷劑
液體V在外管013的內(nèi)周邊和分隔板015之間的外管側(cè)空間內(nèi)向下運動， 因此制冷劑蒸氣's，和制冷劑液體'a，在彼此不干擾的情況下反向流動。 借此，可防止由攪動(agitation)引起的制冷劑液體'a，與制冷劑蒸氣's， 的混合，且可避免出現(xiàn)制冷劑蒸氣將制冷劑霧夾帶到壓縮機中的問題。
在內(nèi)管和外管之間的寬度較窄的空間016B內(nèi)，形成穩(wěn)定向上的制冷劑 蒸氣流's',由于產(chǎn)生制冷劑蒸氣's'，該空間內(nèi)制冷劑液體V中的水濃 度降低?？赏ㄟ^制冷劑提取口 020取出空間016B中的增大了水濃度的制冷 劑液體來抑制制冷劑液體中水濃度的提高。制冷劑液體V的蒸發(fā)溫度隨 制冷劑液體中的水濃度的增加而升高。當制冷劑液體的沸點升高時，需冷卻 的介質(zhì)的溫度和制冷劑液體'a，的溫度之間的溫差變小，蒸發(fā)器中的熱交 換量減少，因而不能使需冷卻的介質(zhì)達到期望的低溫。因此，通過從制冷劑 提取口 020取出空間016B中水濃度被增大的制冷劑液體可抑制制冷劑液體 中水濃度的增加。
通過接收來自流動于內(nèi)管014內(nèi)的需冷卻的介質(zhì)'b'的熱量和尤其提 高空間016B內(nèi)制冷劑液體中的水濃度，可使充滿于制冷劑液體室016內(nèi)的 制冷劑液體蒸發(fā)，如上所述，蒸發(fā)溫度將隨制冷劑中水濃度的提高而升高。 通過在內(nèi)管的一端(圖9A中的右側(cè)端)設(shè)置將需冷卻的介質(zhì)'b'引入內(nèi)管 014的內(nèi)側(cè)空間017的入口 022和在內(nèi)管的另一端(左側(cè)端)設(shè)置出口 023, 通過在靠近設(shè)于內(nèi)管上的出口 023的外管013的底部處設(shè)置用于將制冷劑液 體引入制冷劑液體室016的入口 019,和在靠近i殳于內(nèi)管上的入口 022的位 置處在外管013上設(shè)置制冷劑提取口 020,需冷卻的介質(zhì)和制冷劑液體彼此 反向流動。因此，靠近制冷劑入口 019處的制冷劑'a，的蒸發(fā)溫度較低， 而有效:帔冷卻的需冷卻的介質(zhì)'b， ^v出口 023流出。
如上所述，根據(jù)專利文件2，可抑制制冷劑液體中的水濃度，并能改善 對需冷卻的介質(zhì)的冷卻效果。
專利文件1:日本專利申請公開No. H8-233407
專利文件2:日本專利申請公開No. 2003-33693
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
但是，由于冷卻管02被氣體包圍，與管被液體包圍的情況相比，傳遞 的熱量減少，因此專利文件l中所公開的滿液式蒸發(fā)器的傳熱效果的提高自 然受到限制。
此外，根據(jù)專利文件1所述的發(fā)明，通過使冷卻管02之中的入口側(cè)管 02a內(nèi)流動的較高溫度的需冷卻的介質(zhì)和充滿于殼體中的制冷劑液體的上部 部分中的制冷劑液體之間進行熱交換可增強靠近制冷劑液體的液面的制冷 劑液體的蒸發(fā)，借此，可減少飄浮于制冷劑液體表面上的制冷劑霧的量，并 可防止出現(xiàn)液體回流到壓縮才幾的情況。然而，采取這類4晉施防止液體回流的 效果是有限的且不能準確地預料制冷劑霧的可靠分離，在需冷卻的介質(zhì)泄漏 并與制冷劑液體混合的情況下，不能從制冷劑液體中除去已混合的需冷卻的介質(zhì)。
質(zhì)的內(nèi)管014的外周邊的制冷劑蒸氣's，穩(wěn)定地向上流動。因此，若內(nèi)管 被制冷劑蒸氣包圍，將使流過內(nèi)管壁的制冷劑液體V和需冷卻的介質(zhì)'b' 之間的熱交換惡化，傳熱效果也如專利文件1所述的現(xiàn)有技術(shù)一樣自然受到 限制。
另外，在分隔板015和內(nèi)管014之間的空間內(nèi)形成制冷劑蒸氣's，的 向上流動，而在分隔板015和外管013之間的空間內(nèi)形成制冷劑液體的向下 流動，使得制冷劑蒸氣's，和制冷劑液體'a，在彼此不干擾的情況下反向 流動。因此，可防止因攪動引起的制冷劑液體V與制冷劑蒸氣's，的混 合，也可防止出現(xiàn)制冷劑蒸氣將制冷劑霧夾帶到壓縮機的情況。但是這類技 術(shù)仍然限制了抑制夾帶制冷劑霧的效果，也不能預料制冷劑霧的完全分離。 再者，存在的其他問題是，與專利文件1所公開的技術(shù)一樣，需冷卻的介質(zhì) 被泄漏和與制冷劑液體混合時不能從制冷劑液體中除去被混合的需冷卻的介質(zhì)。
解決所述問題的方案
考慮到上面所提到的問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種滿液式蒸發(fā) 器，該滿液式蒸發(fā)器在不增加蒸發(fā)器尺寸的前提下能除去飄浮于制冷劑液體 表面上方的霧，從而能更準確地防止制冷劑霧被吸入壓縮機內(nèi)。
本發(fā)明的另 一 目的是提高需冷卻的介質(zhì)和制冷劑液體之間的傳熱和有 效地冷卻需冷卻的介質(zhì)。
為了達到這些目的，本發(fā)明提供的滿液式蒸發(fā)器具有形成容納熱交換器
的熱交換部分的容器，所述熱交換器包括內(nèi)部流動需冷卻的介質(zhì)并實現(xiàn)需冷 卻的介質(zhì)和注入所述熱交換部分中的制冷劑液體之間的熱交換以蒸發(fā)制冷 劑的一些冷卻管，其中，管狀殼體^L形成為從容器向上延伸，設(shè)有與熱交換
器連通、將熱交換器內(nèi)生成的制冷劑蒸氣向上導引的內(nèi)管，包封(loose cover) 被聯(lián)接在內(nèi)管的頂部上且在包封和內(nèi)管的頂部之間保持有間隙，包封具有向 下延伸的部分并在包封的向下延伸部分和內(nèi)管之間保持有間隙，使得向上流 動并沖擊包封的制冷劑蒸氣偏轉(zhuǎn)向下，且在管狀殼體的上部部分中設(shè)有除霧 器，以確保在包封和除霧器之間具有通過利用地球引力的作用使霧向下降落 而分離向上流動的制冷劑蒸氣中的制冷劑霧的空間，此外，包封的向下延伸 部分和內(nèi)管之間的間隙面積小于包封的向下延伸部分和管狀殼體的內(nèi)表面 之間的間隙面積。
本發(fā)明的滿液式蒸發(fā)器由使需冷卻的介質(zhì)和制冷劑液體之間進行熱交 換的熱交換部分和形成在熱交換部分上方的蒸氣-液體分離部分構(gòu)成。在所 述熱交換部分中容納有熱交換器，該熱交換器包括浸沒在注入熱交換部分的 制冷劑液體中的冷卻管，通過吸收來自在冷卻管中流動的需冷卻的介質(zhì)的熱 量使制冷劑液體蒸發(fā)。
被蒸發(fā)的制冷劑蒸氣通過與熱交換器連通的內(nèi)管向上流動并沖擊在內(nèi) 管頂部處的包封，借此使其流動方向反轉(zhuǎn)而朝下流過包封和內(nèi)管頂部之間的 間隙，并流過在包封的向下延伸部分和內(nèi)管之間的間隙。
包封具有向下延伸連續(xù)到頂板部分的部分，該頂板部分的橫剖面類似于
傘狀、半橢圓形、人字形、扁平形狀、或任何適于使制冷劑蒸氣的流動方向 反轉(zhuǎn)向下的形狀。
包封可由設(shè)置在內(nèi)管頂端部分處的支持柱或支持板支撐，致使在包封和 內(nèi)管的頂端之間保持有間隙。
可將包封形成為使包封的向下延伸部分的內(nèi)側(cè)周邊和內(nèi)管的外周邊之 間的間隙面積A小于包封的向下延伸部分的外周邊和管狀殼體的內(nèi)側(cè)周邊 之間的間隙的面積B ( A < B ),致使流經(jīng)面積A的含有制冷劑霧的制冷劑 蒸氣的速度Va大于流經(jīng)面積B的制冷劑蒸氣的速度Vb。因此，可防止包含 在制冷劑蒸氣內(nèi)的制冷劑霧直接隨含有制冷劑霧的制冷劑蒸氣流過面積B 流出后的制冷劑蒸氣一道向上流動，當含有制冷劑霧的制冷劑蒸氣的流動方 向反向而向下流動時，部分霧從制冷劑蒸氣中分離出來并因借助向下速度的
地球引力的作用而下落，以返回到熱交換部分。
然后，從面積B流出的含有制冷劑霧的制冷劑蒸氣向上流動到包封上方 的空間內(nèi)，包含在向上流動的制冷劑蒸氣內(nèi)的制冷劑霧的一部分在向上流動 到所述空間中的過程中因地球引力的作用而下落，隨后在除霧器中除去殘留 在制冷劑蒸氣內(nèi)的制冷劑霧的其余部分。除去了制冷劑霧的制冷劑蒸氣被供 到如壓縮機之類的位于除霧器下游的設(shè)備中。
優(yōu)選用蓋板覆蓋熱交換器，使得設(shè)有內(nèi)管之處的蓋板的上部部分敞開以 使熱交換器與內(nèi)管連通，下部部分朝容器的熱交換部分敞開，且在蓋板的兩 側(cè)和容器的內(nèi)表面之間形成循環(huán)通路，使制冷劑液體沿循環(huán)通路向下循環(huán)流 動，從蓋板下部部分中的開口進入熱交換器，在熱交換器中向上流動，而下 落到容器的熱交換器部分的已分離的制冷劑霧作為液態(tài)制冷劑再次沿通路 向下流動。
熱交換器優(yōu)選由彼此以一定間距平行安置的若干傳熱板和若千與傳熱 板交叉的管組成，需冷卻的介質(zhì)在這些管中流動。
還優(yōu)選的是，用于容納熱交換器的容器和該熱交換器分別具有圓形橫截 面，而熱交換器被設(shè)置在容器中略偏下的位置。
另外，優(yōu)選的是，將至少兩個管狀殼體設(shè)置在容器上形成沿容器的縱向 #1此平行豎立的熱交換部分。
本發(fā)明的有益效果
根據(jù)本發(fā)明的滿液式蒸發(fā)器，具有若干內(nèi)部流動需冷卻的介質(zhì)的冷卻管 的熱交換器被浸沒在容器內(nèi)的制冷劑液體中而形成熱交換部分，在需冷卻的
蒸發(fā)器而言可獲得良好的傳熱性能，并可用三道措施對霧進行分離。第一道 措施是，將熱交換部分中生成的并含有制冷劑霧的制冷劑蒸氣導入內(nèi)管使之 在內(nèi)管中向上流動，這股流體沖擊設(shè)于內(nèi)管頂部的包封，包封和內(nèi)管的頂端 之間保持有間隙，使所述流體在該處偏轉(zhuǎn)而向下流動，可將包封形成為使得
包封的向下延伸部分的內(nèi)側(cè)周邊和內(nèi)管的外周邊之間的間隙面積A小于包 封的向下延伸部分的外周邊和管狀殼體的內(nèi)側(cè)周邊之間的間隙面積B (A < B ),因而可防止包含在制冷劑蒸氣內(nèi)的制冷劑霧直接隨含有制冷劑霧的制冷 劑蒸氣經(jīng)過面積B流出后的制冷劑蒸氣一道向上流動，而一部分霧從制冷劑 蒸氣中分離出來并因借助地球引力的向下速度的作用而下落，以返回熱交換
部分。第二道措施是，由于地球引力的作用在包封上方的空間中向上流動的 過程中剩于制冷劑蒸氣內(nèi)的制冷劑霧被分離出來。第三道措施是，在除霧器 中去除殘留的制冷劑霧。所以，可完全將制冷劑霧從制冷劑蒸氣中分離出來, 結(jié)果，可防止液體回流到如壓縮機之類的位于蒸發(fā)器下游的設(shè)備。
由于本發(fā)明的滿液式蒸發(fā)器由熱交換部分和被設(shè)置成與熱交換部分為
一體并向上i立的蒸氣-液體分離部分組成，蒸發(fā)器的尺寸沒有增加，因此
可節(jié)省空間，借助于焊接結(jié)構(gòu)可以方便地實現(xiàn)密封的方式構(gòu)成蒸發(fā)器，故可 將其應用于氨制冷系統(tǒng)。
由于優(yōu)選將滿液式蒸發(fā)器構(gòu)成為可優(yōu)選用蓋板覆蓋熱交換器，使得設(shè)有 內(nèi)管之處的蓋板的上部部分敞開以使熱交換器與內(nèi)管連通，蓋板的下部部分 朝容器的熱交換部分敞開，且在蓋板的兩側(cè)和容器的內(nèi)表面之間形成循環(huán)通 路，使制冷劑液體沿循環(huán)通路向下循環(huán)流動，從蓋板下部部分中的開口進入 熱交換器，在熱交換器中向上流動，而下落到容器的熱交換器部分的已分離 的制冷劑霧作為液態(tài)制冷劑再次沿通路向下流動，注入容器中的制冷劑液體 可流過形成于熱交換器蓋板兩側(cè)和容器之間并延伸到制冷劑液體進入熱交 換器的下部開口處的循環(huán)通路，需冷卻的介質(zhì)和制冷劑液體之間可反復進行 熱交換，傳熱效率可進一步提高。
由于優(yōu)選將滿液式蒸發(fā)器構(gòu)成為使用于容納熱交換器的容器和熱交換 器分別具有圓形橫剖面，且熱交換器被設(shè)置在容器中略偏下的位置，能在制 冷劑液體進入循環(huán)通路的進入處的每條通路的上部部分獲得用于將制冷劑 液體導引到形成于熱交換器的蓋板兩側(cè)和容器之間的循環(huán)通路的寬的區(qū)域。
因此，可增強流過熱交換器的制冷劑液體的循環(huán)，且可提高需冷卻的介質(zhì)和 制冷劑液體之間的傳熱。
此外，借助于將用于注入制冷劑的容器和容納在容器中的熱交換器分別 形成為具有圓形橫剖面，相對于注入容器中的制冷劑量，熱交換器的容積可 增加到最大，結(jié)果，制冷劑的利用率得到提高。因此，可將保持在容器中的 制冷劑液體的量減到最少，而可用保持在容器中的最少的制冷劑液體量獲得 最好的蒸發(fā)性能。
由于優(yōu)選將滿液式蒸發(fā)器構(gòu)成為使得熱交換器由若干被安置成彼此以 一定間距平行安置的傳熱板和若干與傳熱板交叉、內(nèi)部流動需冷卻的介質(zhì)的 管組成，可進一步提高需冷卻的介質(zhì)和制冷劑液體之間的傳熱效率。
可將滿液式蒸發(fā)器構(gòu)成為使至少兩個管狀殼體被設(shè)置成形成沿容器的 縱向彼此平行豎立的熱交換部分的容器。利用這種結(jié)構(gòu)，與具有單個管狀殼 體的滿液式蒸發(fā)器單元相比，可顯著加大蒸發(fā)器的單一單元的制冷劑液體的 蒸發(fā)能力。


圖1為本發(fā)明的滿液式蒸發(fā)器的第一實施例的切面正視圖2為第一實施例的滿液式蒸發(fā)器的切面?zhèn)纫晥D3為第一實施例的滿液式蒸發(fā)器的頂視圖4的透視圖示出了第一實施例的滿液式蒸發(fā)器中的傘狀包封；
圖5為本發(fā)明的滿液式蒸發(fā)器的第二實施例的部分切面?zhèn)纫晥D6為第二實施例的滿液式蒸發(fā)器的部分切面正視圖7為第二實施例的滿液式蒸發(fā)器的頂視圖8為傳統(tǒng)的滿液式蒸發(fā)器的橫剖面圖9A為另一種傳統(tǒng)的滿液式蒸發(fā)器的切面正視圖9B為圖9A所示的滿液式蒸發(fā)器的橫剖面圖。
附圖標記說明
1水平的圓柱形容
2熱交換器
3管狀殼體
4蓋
6蓋板
7入口管
8出口管
11下部開口
12內(nèi)管
13傘狀包封
14向下延伸部分
15孑匕
16除霧器
17空間
18 出口管
19 供給管
20 循環(huán)通3各
具體實施例方式
下文將參考附圖詳細說明本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例。當然，除非特別指 出，這些實施例中的組成部分的尺寸、材料、相對位置等只是說明性的，而 不是對本發(fā)明范圍的限制。
第一實施例
參考圖1-3，附圖標記1表示水平的圓柱形容器，其中容納有熱交換器 2。附圖標記3表示從圓柱形容器1向上延伸、構(gòu)成制冷劑霧分離部分的管 狀殼體。在管狀殼體3的頂部用蓋4封閉。
傳熱板5以一定間隔彼此平行安置，包括傳熱板5的上部部分的熱交換 器2的上部部分被蓋板6覆蓋。附圖標記7表示用于輸入需冷卻的介質(zhì)'b' 的入口管，附圖標記8表示出口管，熱交換器2中被冷卻的介質(zhì)從該出口管 流出熱交換器2。入口管7和出口管8與以交錯方式和傳熱板5交叉安置的 熱交換管(圖中未示出，格柵線的交叉點表示熱交換管的中心)相連，借此 可提高注入圓柱形容器1中的制冷劑'a'和流經(jīng)附圖中未示出的熱交換管 的需冷卻的介質(zhì)'b，之間的傳熱。
可將熱交換器2構(gòu)成為除蓋板6沒有覆蓋的熱交換器的下部部分而形成 下部開口 11之外傳熱板的兩端分別被端板9和10覆蓋，傳熱板的兩側(cè)和頂 部部分被蓋板6覆蓋。在圖1中，附圖標記h表示下部開口 11的寬度。如 圖4所示，將呈矩形橫截面的內(nèi)管12設(shè)置在蓋板6上而向上豎立。內(nèi)管12 的內(nèi)側(cè)空間通過形成在設(shè)有內(nèi)管的蓋板6之處的開口(圖中未示出)與熱交 換器2的內(nèi)側(cè)空間連通。
可將熱交換器2形成為具有圓柱形周邊，使其能被容納在與其形狀一致 的圓柱形容器1內(nèi)并被放置在略偏下的位置，借此，在熱交換器2的蓋板6 的兩側(cè)和圓柱形容器1的內(nèi)周邊之間形成向下減小的循環(huán)通路20。
內(nèi)管12的頂部上設(shè)有傘狀包封13。如圖4所示，包封13具有一對向下 延伸的部分14,因而在內(nèi)管12的兩側(cè)和包封13的向下延伸的部分14之間 形成一對孔15。
由鋼絲等材料形成的微孔層構(gòu)成的除霧器16被設(shè)置在管狀殼體3的上
部部分中，在除霧器16和包封13之間可獲得空間17,以便利用因地球引力 作用而下降的制冷劑霧的性能來加大從制冷劑蒸氣中分離制冷劑霧的分離作用。
出口管18被設(shè)在除霧器16上方，以將流出的已除去制冷劑霧的制冷劑 蒸氣's，導入如壓縮機等位于下游的設(shè)備。在圓柱形容器1的底部設(shè)有用 于將制冷劑'a，供給熱交換器2的供給管19。
制冷劑液體'a，通過供給管19被送到圓柱形容器1,需冷卻的介質(zhì)V 通過入口管7被送到熱交換器2,制冷劑V和需冷卻的介質(zhì)'b'之間進 行熱交換。為了提高傳熱，可使安置在熱交換器2中的用于需冷卻的介質(zhì)的 流動通路以交錯的方式與傳熱板5交叉。制冷劑液體'a'吸收需冷卻的介
管12到達所述孔對15。
沿內(nèi)管12向上流動的制冷劑蒸氣's，沖擊傘狀包封13而改變流動方 向向下流過孔15,然后使所述制冷劑蒸氣的流動方向再次改變成向上流動而 經(jīng)過包封13的外周邊和圓柱形容器1的內(nèi)周邊之間的間隙。
由于孔15的面積A被限定為小于包封13和圓柱形容器1的內(nèi)周邊之間 的間隙的面積B，經(jīng)過孔15的制冷劑蒸氣的流動速度Va大于經(jīng)過包封13 和圓柱形容器1之間的間隙的制冷劑蒸氣的流動速度Vb。因此，包含于流 經(jīng)孔15的制冷劑蒸氣內(nèi)的制冷劑霧被阻止向上流動，且部分制冷劑霧向下 流動并與從向上流動經(jīng)過管狀殼體3的內(nèi)側(cè)空間17的制冷劑蒸氣中分離。
剩余的制冷劑霧的一部分從向上流過空間17的制冷劑蒸氣's'中分離 并由于作用于制冷劑霧上的地球引力而下落。制冷劑蒸氣's'經(jīng)過除霧器 16,在除霧器內(nèi)剩余的制冷劑霧通過沖擊除霧器16內(nèi)的鋼絲而被捕獲，已 除去制冷劑霧的制冷劑蒸氣被輸入到如壓縮機等位于下游的設(shè)備中。
在水平的圓柱形容器1中，借助于將熱交換器2偏置定位而形成寬度向 下減小的循環(huán)通路20，在圓柱形容器1的上部部分中的制冷劑液體'a，可 由于因熱交換器2中蒸發(fā)的制冷劑蒸氣的向上流動在熱交換器2中產(chǎn)生的負 壓而平穩(wěn)地向下流過循環(huán)通路20。在這種情況下，很容易形成這樣的制冷劑 液體循環(huán)流，即循環(huán)通路20中向下流的制冷劑液體從下部開口 11進入熱交 換器2,以向上流過熱交換器2，而作為制冷劑霧返回到熱交換部分的制冷
劑液體向下流過循環(huán)通路20,結(jié)果，可增強制冷劑液體'a'和需冷卻的介 質(zhì)'b'之間的傳熱。
根據(jù)第一實施例，借助于在水平的圓柱形容器1中形成循環(huán)通路20可 增強制冷劑液體'a，和需冷卻的介質(zhì)'b，之間的熱交換，而借助于將熱交 換器2構(gòu)成為具有圓柱形周邊、使其可被容納在形狀一致的圓柱形容器1中 并被放置在略偏下的位置可在熱交換器2的兩側(cè)和圓柱形容器1的內(nèi)周邊之 間形成狹窄的循環(huán)通路20、而將包含在圓柱形容器1內(nèi)的制冷劑液體的量減 少到必需的最小量，可減小圓柱形容器1的尺寸。
另夕卜，由于孔15的面積A小于包封13的外周邊和管狀殼體3的內(nèi)表面 之間的面積B，使熱交換器2中被蒸發(fā)的并在管狀殼體12內(nèi)向上流動而沖 擊包封的制冷劑蒸氣's，沿其流動方向反轉(zhuǎn)，而以流動速度Va向下流過孔 15，然后使制冷劑蒸氣's，再次沿其流動方向反轉(zhuǎn)，以低于流動速度Va的 流動速度Vb向上流過面積B的間隙。因此，可防止制冷劑蒸氣's，被向上 流動的制冷劑蒸氣直接向上帶， 一 部分制冷劑霧從制冷劑蒸氣中分離而下 落，另外，包含在向上流動的制冷劑蒸氣中的一部分制冷劑霧在空間17中 的向上流動的過程中由于地球引力作用而下落，再者，殘留在制冷劑蒸氣中 的制冷劑霧的剩余部分在除霧器中幾乎被完全去除。
此外，本發(fā)明的蒸發(fā)器由容納熱交換器2的熱交換部分和從熱交換部分 向上延伸的蒸氣-液體分離部分(管狀殼體3 )組成，所以蒸發(fā)器的尺寸可以 相當小且可節(jié)省空間。當蒸發(fā)器被構(gòu)成為密封封閉形式時，可將其應用于氨 制冷系統(tǒng)。
第二實施例
下面將參考圖5-7描述本發(fā)明的第二實施例。第二實施例是將本發(fā)明的 滿液式蒸發(fā)器應用于氨制冷機中的一實例。圖5-7中與圖l-3相同的結(jié)構(gòu)由 相同的附圖標記表示。在圖5-7中，附圖標記7和8分別表示用于將需冷卻 的介質(zhì)輸入到熱交換器2和將已冷卻的介質(zhì)從熱交換器2輸出的入口管和出 口管。與第一實施例不同的是，在第二實施例中，入口管7和出口管8分別 設(shè)在水平圓柱形容器1的兩端。出口管18連接到兩個管狀殼體3中的每一 個的上部，因此來自各管狀殼體3的制冷劑蒸氣一起流過該出口管。附圖標 記21表示用于支撐將氨制冷劑V輸入圓柱形容器1中的供給管19的支 撐部件，附圖標記22表示用于支撐滿液式蒸發(fā)器的管狀殼體3和圓柱形容
器1的基底部件。
第二實施例與第 一實施例的區(qū)別點在于，兩個管狀殼體3被設(shè)置成平行 蠱立于水平的圓柱形容器1上。蓋板6的下部敞開以形成象第一實施例中那 樣的下部開口 U，如第一實施例中那樣，具有圓柱形周邊的熱交換器也被放 置在圓柱形容器1中略偏下的位置。在兩個管狀殼體3的每一個管狀殼體上
設(shè)有內(nèi)管12和具有一對向下延伸部分14的傘狀包封13，致使在內(nèi)管12的 兩側(cè)和包封13的向下延伸部分14之間形成一對孔15,并且如第一實施例中 那樣，使孔15的面積A小于包封13和圓柱形容器1的內(nèi)周邊之間的間隙面 積B。
采用第二實施例可獲得與第一實施例相同的作用和效果，此外，通過在 單一的水平圓柱形容器中設(shè)置兩個管狀殼體可顯著提高蒸發(fā)器單一單元的
蒸發(fā)制冷劑液體的能力。 工業(yè)實用性
采用本發(fā)明的滿液式蒸發(fā)器可改善制冷劑液體和需冷卻的介質(zhì)之間的 熱交換性能，進而可提高制冷機的熱效率，該滿液式蒸發(fā)器包括水平的圓柱 形容器、帶有與圓柱形容器形成為一體的制冷劑霧分離部分且從容器處豎立 的管狀殼體、及容納在圓柱形容器內(nèi)的熱交換器，致使在熱交換器的蓋板的 兩側(cè)和圓柱形容器之間形成循環(huán)通路，以使充滿于圓柱形容器內(nèi)的制冷劑液 體反復流動于熱交換器中。
在制冷劑霧分離部分中，通過包括利用地球引力作用使霧降落和通過沖 擊捕獲制冷劑霧在內(nèi)的三道措施實現(xiàn)霧的分離能完全而高效地分離制冷劑 霧。
另外，可減少注入水平圓柱形容器中的制冷劑液體量，且可用較少的制 冷劑液體量實現(xiàn)高效的冷卻性能。
由于可密封封閉地構(gòu)成蒸發(fā)器，可將這種蒸發(fā)器應用于氨制冷系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種滿液式蒸發(fā)器，其具有形成內(nèi)部容納有熱交換器的熱交換部分的容器，所述熱交換器包括內(nèi)部流動需冷卻的介質(zhì)并實現(xiàn)需冷卻的介質(zhì)和注入所述熱交換部分中的制冷劑液體之間的熱交換以蒸發(fā)制冷劑的冷卻管；其中，從所述容器向上延伸形成管狀殼體，設(shè)有與所述熱交換器連通、將該熱交換器內(nèi)生成的制冷劑蒸氣向上導引的內(nèi)管，在所述內(nèi)管的頂部聯(lián)接有包封且在所述包封和內(nèi)管的頂部之間保持有間隙，所述包封具有向下延伸的部分并在該包封的向下延伸部分和所述內(nèi)管之間保持有間隙，使得向上流動并沖擊所述包封的制冷劑蒸氣偏轉(zhuǎn)向下，在所述管狀殼體的上部部分中設(shè)有除霧器，以確保在所述包封和除霧器之間具有用于利用地球引力的作用使霧向下降落而分離向上流動的制冷劑蒸氣中的制冷劑霧的空間，及其中所述包封的向下延伸部分和所述內(nèi)管之間的所述間隙面積小于所述包封的向下延伸部分和所述管狀殼體的內(nèi)表面之間的間隙面積。
2. 如權(quán)利要求1所述的滿液式蒸發(fā)器，其中，所述熱交換器被蓋板覆 蓋，使得設(shè)有內(nèi)管之處的所述蓋板的上部部分敞開以使所述熱交換器與所述 內(nèi)管連通，下部部分朝所述容器的所述熱交換部分敞開，且在所述蓋板的兩 側(cè)和所述容器的內(nèi)表面之間形成循環(huán)通路，使制冷劑液體向下循環(huán)流過循環(huán) 通路，從所述蓋板下部部分中的開口進入所述熱交換器，在該熱交換器中向 上流動，而下落到所述容器的所述熱交換器部分的已分離的制冷劑霧作為液 態(tài)制冷劑再次沿所述通路向下流動。
3. 如權(quán)利要求1所述的滿液式蒸發(fā)器，其中，所述熱交換器由彼此以 一定間距平行安置的多塊傳熱板和多根與所述傳熱板交叉的管組成，需冷卻 的介質(zhì)在這些管中流動。
4. 如權(quán)利要求2所述的滿液式蒸發(fā)器，其中，用于容納所迷熱交換器 的所述容器和所述熱交換器分別具有圓形橫截面，所述熱交換器被安置在所 述容器內(nèi)略偏下的位置。
5. 如權(quán)利要求1所述的滿液式蒸發(fā)器，其中，在所述容器上設(shè)置至少 兩個形成沿所述容器的縱向彼此平行豎立的熱交換部分的所述管狀殼體。
全文摘要
一種滿液式蒸發(fā)器，其可高度精確地去除飄浮于制冷劑液體表面上方的霧，以防止霧流向滿液式蒸發(fā)器的回流側(cè)的濕蒸氣部分返回壓縮機側(cè)，且借助提高需冷卻的介質(zhì)和制冷劑液體之間的傳熱效率來加大需冷卻的介質(zhì)的冷卻效果。在不增大設(shè)備尺寸的前提下可獲得所述效果。用于向上導引從制冷劑液體中產(chǎn)生的制冷劑蒸氣的內(nèi)管(12)被設(shè)置在管狀殼體(3)內(nèi)側(cè)突出于形成熱交換部分(2)的容器(1)的上部部分。具有用于使到達內(nèi)管的上端開口(15)的制冷劑蒸氣流s第一次偏轉(zhuǎn)向下的朝下的開口的蓋體(13)被設(shè)置成面向開口(15)，使它們之間具有縫隙。用于使制冷劑液體與因重力下落的制冷劑蒸氣混合的空間部分(17)被設(shè)置在蓋體(13)的上方，除霧器(16)被設(shè)置于空間部分(17)的上方。內(nèi)管(12)和蓋體(13)之間的縫隙面積被設(shè)定成小于管狀殼體的內(nèi)表面和蓋體(13)之間的縫隙面積，于是在容器(1)內(nèi)可形成用于制冷劑液體的循環(huán)通路(20)。
文檔編號F25B39/02GK101194133SQ200580050030
公開日2008年6月4日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者古谷光市, 坂下茂, 小野寺文明, 林隆司, 竹田正人, 米田昌生, 納爾遜·穆加比 申請人:株式會社前川制作所